Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Хибридизирани орбитали
- Sp хибридизация
- Sp2 хибридизация
- Sp3 хибридизация
- По-високи стерични числа
Предскажете ъглите между свързани атоми, използвайки теорията за отблъскване на електронна двойка на валентната обвивка (VSEPR). Стерилното число - съвкупността от други атоми и самотни двойки електрон, свързани с централен атом, определя геометрията на молекулата. Самотните електронни двойки пребивават във външната (валентна) обвивка на атом и не се споделят с други атоми.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Въпреки че не можете да използвате VSEPR за изчисляване на ъгли на свързване, той помага да се определят тези ъгли въз основа на стерично число. Само водородът има стерично число едно, а молекулата Н2 има линейна форма.
Хибридизирани орбитали
Един електрон обикаля около атом в характерна форма, определен от най-вероятното място за намиране на електрон по всяко време. Електроните се отблъскват един друг, защото всички те имат отрицателни заряди, така че орбиталите дават на всеки електрон максимално възможното разстояние от неговите съседи. Когато валентният електрон образува ковалентна връзка с друг атом, орбитата се променя в процес, наречен хибридизация. VSEPR прогнозира ъгли на свързване въз основа на хибридизирани орбитали, но не е точен за определени метални съединения, газообразни соли и оксиди.
Sp хибридизация
Най-простият хибриден орбитал е sp, съответстващ на стерично число две. Ъгълът на връзката е линеен или 180 градуса, когато атомът няма самотни двойки електрон. Пример е въглеродният диоксид. Обратно, азотната молекула има една самотна двойка електрон. Това му придава линейна форма, но нехибридизирана орбитала и следователно няма ъгъл на връзка.
Sp2 хибридизация
Стерилно число от три води до образуването на sp2 орбитали. Ъглите на връзката зависят от броя на самотните електронни двойки. Например, борният трихлорид няма самотни двойки, триъгълна плоска форма и ъгли на свързване от 120 градуса. Триоксигенната молекула О3 има една самотна двойка и образува огъната форма с ъгли на връзката от 118 градуса. От друга страна, O2 има две самотни двойки и линейна форма.
Sp3 хибридизация
Атом със стерично число четири може да има от нула до три самотни електронни двойки в рамките на sp3 хибридизирана орбитала. Метанът, който няма самотни двойки, образува тетраедър с ъгли на връзката 109,5 градуса. Амонякът има една самотна двойка, създаваща ъгли на свързване 107,5 градуса и триъгълна пирамидална форма. Водата, с две самотни двойки електрони, има огъната форма с ъглите на връзката 104,5 градуса. Флуорните молекули имат три самотни двойки и линейна геометрия.
По-високи стерични числа
По-високите стерични числа водят до по-сложни геометрии и различни ъгли на свързване. В допълнение към VSEPR, сложните теории като молекулни силови полета и квантова теория също предсказват ъгли на свързване.